專利名稱：二次電池的控制系統(tǒng)及搭載有該控制系統(tǒng)的電動(dòng)車輛以及二次電池的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池的控制系統(tǒng)及搭載有該控制系統(tǒng)的電動(dòng)車輛以及二次電池 的控制方法，更特定的是涉及用于防止電池性能的劣化發(fā)展的電池控制。
背景技術(shù)：
構(gòu)成為由能夠充電的二次電池向負(fù)載供給電力、且根據(jù)需要即使在該負(fù)載運(yùn)行期 間也能夠?qū)υ摱坞姵爻潆姷碾娫聪到y(tǒng)處于應(yīng)用中。代表性地，具備由二次電池驅(qū)動(dòng)的電 動(dòng)機(jī)作為車輛驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生源的混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車搭載有這樣的電源系統(tǒng)。在該電源系統(tǒng)中，二次電池的蓄積電力被用于作為驅(qū)動(dòng)力源的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電 力，另一方面，通過該電動(dòng)機(jī)再生發(fā)電時(shí)的發(fā)電電力和/或伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而發(fā)電的發(fā) 動(dòng)機(jī)的發(fā)電電力等對二次電池充電。在該電源系統(tǒng)中，若對二次電池過放電或過充電，則存 在電池性能大幅劣化、壽命縮短的可能性，所以通常進(jìn)行基于電池溫度和/或推定出的剩 余容量(代表性地是SOC :State Of Charge)來控制二次電池的充放電電力。例如，在日本特開平11-187577號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中公開了如下的充放電控制 裝置為了以與電池的使用環(huán)境和電池的狀態(tài)相應(yīng)的適當(dāng)?shù)碾娏M(jìn)行充放電，當(dāng)電池溫度 為預(yù)定溫度以上或預(yù)定溫度以下時(shí)，確定充電電力上限值和放電電力上限值使其變得比常 溫時(shí)小，由此防止由于過充放電引起的二次電池的劣化。此外，在日本特開2004-31170號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中公開了如下的二次電池的 內(nèi)部電阻檢測裝置考慮極化的影響程度及電流和電壓的關(guān)系的特性，能夠高精度地算出 二次電池的內(nèi)部電阻。更詳細(xì)而言，公開了如下內(nèi)容在內(nèi)部電阻檢測中使用極化指數(shù)作為 表示極化狀態(tài)(極化的影響程度)的指數(shù)，以電氣量表現(xiàn)電極附近的溶液濃度的該極化指 數(shù)，從而考慮電極附近由于充放電引起的溶液濃度變化以及由于擴(kuò)散引起的消除部分，來 高精度地檢測內(nèi)部電阻。而且，在專利文獻(xiàn)2中記載了如下內(nèi)容高精度地檢測二次電池的 內(nèi)部電阻，通過增加內(nèi)部電阻來檢測二次電池的劣化，由此能夠防患于未然且可靠地防止 發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性的降低等。此外，在日本特開2000-123886號公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中公開了能夠與履歷現(xiàn)象的 影響無關(guān)地判定車輛用二次電池的滿充電狀態(tài)的滿充電判定裝置。特別在專利文獻(xiàn)3中記 載了如下內(nèi)容算出表示由于在電池內(nèi)產(chǎn)生的極化引起的電壓變化、與表示極化的大小的 極化指標(biāo)的關(guān)系的一維直線的斜率，并且通過對算出的斜率、和表示預(yù)先確定的滿充電狀 態(tài)的電壓變化與極化指標(biāo)的關(guān)系的一維直線的斜率進(jìn)行比較判定，判定滿充電狀態(tài)。此外， 在專利文獻(xiàn)3中記載了由極化引起的電壓變化與電極表面上的電解液的濃度變化相關(guān)連。而且，在日本特開2006-42497號公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)中公開了如下內(nèi)容根據(jù)基于 二次電池內(nèi)部的離子濃度分布推定的局部S0C，使動(dòng)力輸出裝置中的多個(gè)動(dòng)力源之間的驅(qū) 動(dòng)力分配控制適當(dāng)化，所述動(dòng)力輸出裝置為一部分動(dòng)力源利用來自二次電池的電力產(chǎn)生驅(qū) 動(dòng)力。具體而言，根據(jù)基于二次電池的電極上的離子濃度分布推定的局部S0C、與以二次電池整體宏觀可見的全體S0C的比較，修正驅(qū)動(dòng)力分配控制c專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-187577號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-31170號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2000-123886號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2006-42497號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
也如上述專利文獻(xiàn)1 4中記載的那樣，在通常的二次電池的充放電控制中，根據(jù) 電池狀態(tài)來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定充放電電力的上限值，將二次電池的充放電限制在相關(guān)范圍內(nèi)，由 此能夠防止電池劣化的急遽發(fā)展。一般而言，為了防止電池電壓變到管理范圍外(由于過 充電而超出上限值或者由于過放電而超出下限值)，或者電池溫度變?yōu)楣芾矸秶?特別 是過高溫)，確定充放電電力的上限值。然而，發(fā)明者也發(fā)現(xiàn)了 在二次電池的特定種類、例如鋰離子電池等中，即使如上 所述控制充放電使得電池溫度和電池電壓維持在管理范圍內(nèi)，也存在劣化發(fā)展的可能性。這樣的劣化的發(fā)展最終表現(xiàn)為內(nèi)部電阻的增加，但作為充放電控制的優(yōu)選方式， 優(yōu)選在導(dǎo)致內(nèi)部電阻的增加的前階段把握二次電池的劣化傾向，在打消該劣化傾向的方向 上修正充放電控制。本發(fā)明是為了解決這樣的問題點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于，通過基于電極間 的電解質(zhì)離子濃度推定來檢測二次電池的劣化發(fā)展并且修正充放電控制，從而防患于未然 且可靠地防止電池性能的劣化。本發(fā)明的二次電池的控制系統(tǒng)，是被構(gòu)成為能夠在與負(fù)載之間授受電力的二次電 池的控制系統(tǒng)，二次電池包括第一電極和第二電極，其被構(gòu)成為包括包含預(yù)定物質(zhì)的活性 物質(zhì)；和離子傳導(dǎo)體，其用于在第一電極和第二電極之間傳導(dǎo)離子化后的預(yù)定物質(zhì)?？刂?系統(tǒng)具備濃度推定部和充放電控制部。濃度推定部構(gòu)成為基于二次電池的使用狀態(tài)來推定 離子傳導(dǎo)體的電解液中的電解質(zhì)離子濃度。充放電控制部被構(gòu)成為基于由濃度推定部推定 的電解質(zhì)離子濃度的推定值來控制二次電池的充放電，使得電解質(zhì)離子濃度維持在正常范 圍。本發(fā)明的二次電池的控制方法，是被構(gòu)成為能夠在與負(fù)載之間授受電力的二次電 池的控制方法，二次電池包括第一電極和第二電極，其被構(gòu)成為包括包含預(yù)定物質(zhì)的活性 物質(zhì)；和離子傳導(dǎo)體，其用于在第一電極和第二電極之間傳導(dǎo)離子化后的預(yù)定物質(zhì)?？刂品?法包括推定步驟，基于二次電池的使用狀態(tài)來推定離子傳導(dǎo)體的電解液中的電解質(zhì)離子 濃度；和控制步驟，基于由推定步驟推定的電解質(zhì)離子濃度的推定值來控制二次電池的充 放電，使得電解質(zhì)離子濃度維持在正常范圍。根據(jù)上述二次電池的控制系統(tǒng)和控制方法，能夠控制二次電池的充放電(例如， 修正充放電條件)，使得離子傳導(dǎo)體(間隔體)的電解液中的電解質(zhì)離子濃度(以下，電解 液濃度)維持在正常范圍。由此，關(guān)于具有電解液濃度的變化量根據(jù)充放電條件而有較大 地差異、且在電解液濃度的變化變得顯著的時(shí)刻內(nèi)部電阻上升這樣的特性的二次電池，能 夠防患于未然且可靠地防止電池性能的劣化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電池的長壽命化。優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，濃度推定部包括第一變化率推定部和濃度推定值算出部。第一變化率推定部被構(gòu)成為基于二次電池的充放電電流和充放電時(shí)間，算 出電解質(zhì)離子濃度的變化率的推定值。濃度推定值算出部被構(gòu)成為根據(jù)由第一變化率推定 部算出的變化率推定值，對伴隨二次電池的使用的電解質(zhì)離子濃度的變化進(jìn)行累計(jì)，從而 逐次求出電解質(zhì)離子濃度的推定值?；蛘?，在二次電池的控制方法中，推定步驟包括算出 步驟，基于二次電池的充放電電流和充放電時(shí)間，算出電解質(zhì)離子濃度的變化率的推定值; 和逐次求出步驟，根據(jù)算出的變化率推定值，對伴隨二次電池的使用的電解質(zhì)離子濃度的 變化進(jìn)行累計(jì)，從而逐次求出電解質(zhì)離子濃度的推定值。更優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，第一變化率推定部被構(gòu)成為通過參照預(yù) 先求出的存儲有充放電電流及充放電時(shí)間和變化率的關(guān)系的映射圖，對二次電池的每次充 放電，基于充放電電流和充放電時(shí)間來求得變化率推定值?；蛘撸诙坞姵氐目刂品椒?中，算出步驟，通過參照預(yù)先求出的存儲有充放電電流及充放電時(shí)間和變化率的關(guān)系的映 射圖，對二次電池的每次充放電，基于充放電電流和充放電時(shí)間來求得變化率推定值。此外，更優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，第一變化率推定部被構(gòu)成為通過 參照存儲有預(yù)先求出的、按每個(gè)電解質(zhì)離子濃度的、充放電電流及充放電時(shí)間和變化率的 關(guān)系的映射圖，按每次二次電池的充放電，基于當(dāng)時(shí)的電解質(zhì)離子濃度、充放電電流以及充 放電時(shí)間來求得變化率推定值。或者，在二次電池的控制方法中，算出步驟，通過參照存儲 有預(yù)先求出的、按每個(gè)電解質(zhì)離子濃度的、充放電電流及充放電時(shí)間和變化率的關(guān)系的映 射圖，按每次二次電池的充放電，基于此時(shí)的電解質(zhì)離子濃度、充放電電流以及充放電時(shí)間 來求得變化率推定值。據(jù)此，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等把握電解液濃度的變化率相對于二次電池的充放電條件 (充放電電流X充放電時(shí)間)的特性，由此能夠逐次推定伴隨二次電池的使用(充放電) 的電解液濃度的變化。優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，濃度推定部還包括第二變化率推定部。第二 變化率推定部被構(gòu)成為在二次電池的充放電已停止的非使用期間，至少基于二次電池的 溫度和非使用期間的長度來算出由于二次電池被緩和而引起的電解質(zhì)離子濃度的變化率 的推定值。并且，濃度推定值算出部被構(gòu)成為基于由第二變化率推定部算出的變化率推定 值，算出二次電池的使用開始時(shí)刻的電解質(zhì)離子濃度的推定值?；蛘?，在二次電池的控制方 法中，算出步驟還包括如下的步驟在二次電池的充放電已停止的非使用期間，至少基于二 次電池的溫度和非使用期間的長度來算出由于二次電池被緩和而引起的電解質(zhì)離子濃度 的變化率的推定值。并且，逐次求出步驟，基于在非使用期間算出的變化率推定值，求出二 次電池的使用開始時(shí)刻的電解質(zhì)離子濃度的推定值。據(jù)此，即使在從二次電池的充放電已停止的非使用期間，也能夠反映由于電池的 緩和的影響而引起的電解液濃度的變化。其結(jié)果，能夠提高電解液濃度的推定精度，能夠提 高用于將電解液濃度維持在正常范圍的充放電控制的精度。由此，能夠更可靠的防止電池 性能的劣化。優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，充放電控制部包括判定部和充放電條件修 正部。判定部被構(gòu)成為當(dāng)由濃度推定部推定的電解質(zhì)離子濃度的推定值、與電解質(zhì)離子濃 度的初始值的差變?yōu)榱说谝活A(yù)定值以上時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外。充放 電條件修正部被構(gòu)成為當(dāng)由判定部判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，為了使電解質(zhì)離子濃度恢復(fù)到正常范圍，進(jìn)行二次電池的充放電條件的修正。或者，在二次電池的控 制方法中，控制充放電的步驟包括判定步驟，當(dāng)由推定步驟推定的電解質(zhì)離子濃度的推定 值、與電解質(zhì)離子濃度的初始值的差變?yōu)榱说谝活A(yù)定值以上時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度處 于正常范圍外；和當(dāng)判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，為了使電解質(zhì)離子濃度恢 復(fù)到正常范圍，進(jìn)行二次電池的充放電條件的修正的步驟。通過設(shè)為如此構(gòu)成，當(dāng)根據(jù)二次電池的使用逐次推定的電解液濃度從初始濃度偏 離了預(yù)定值以上時(shí)判定為偏離了正常范圍，能夠進(jìn)行使電解質(zhì)離子濃度恢復(fù)到正常范圍的 充放電條件的修正。由此，能夠?qū)㈦娊赓|(zhì)濃度的變化從初始值抑制在預(yù)定范圍內(nèi)，能夠防止 二次電池的劣化的發(fā)展。優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，充放電控制部包括濃度變化檢測部、傾向檢 測部、判定部和充放電條件修正部。濃度變化檢測部被構(gòu)成為按每個(gè)預(yù)定期間，求得該期間 內(nèi)的電解質(zhì)離子濃度的推定值的變化量。傾向檢測部被構(gòu)成為基于由濃度變化檢測部求出 的變化量，算出表示電解質(zhì)離子濃度上升預(yù)定以上的頻度的第一頻度和表示電解質(zhì)離子濃 度下降預(yù)定以上的頻度的第二頻度。判定部被構(gòu)成為當(dāng)由傾向檢測部算出的第一頻度和第 二頻度滿足了第一預(yù)定條件時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外。充放電條件修正 部被構(gòu)成為當(dāng)由判定部判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，為了使電解質(zhì)離子濃度 恢復(fù)到正常范圍，進(jìn)行二次電池的充放電條件的修正?；蛘?，在二次電池的控制方法中，控 制充放電的步驟包括按每個(gè)預(yù)定期間求得該期間內(nèi)的電解質(zhì)離子濃度的推定值的變化量 的步驟；基于求出的變化量，算出表示電解質(zhì)離子濃度上升預(yù)定以上的頻度的第一頻度和 表示電解質(zhì)離子濃度下降預(yù)定以上的頻度的第二頻度的步驟；當(dāng)?shù)谝活l度和第二頻度滿足 了第一預(yù)定條件時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外的步驟；以及當(dāng)判定為電解質(zhì) 離子濃度處于正常范圍外時(shí)，為了使電解質(zhì)離子濃度恢復(fù)到正常范圍，進(jìn)行二次電池的充 放電條件的修正的步驟。更優(yōu)選的是，預(yù)定期間是一定長度的時(shí)間，或者與負(fù)載從運(yùn)行開始 起到運(yùn)行結(jié)束為止的期間對應(yīng)。據(jù)此，通過跟蹤每一定時(shí)間或每一次運(yùn)行期間(汽車從行駛開始到行駛結(jié)束的期 間)的電解液濃度的變化傾向，能夠判定電解液濃度是否處于正常范圍內(nèi)。據(jù)此，在電解液 濃度較大地偏離初始值之前，能夠把握二次電池充電過多(電解液濃度上升)或者放電過 多(電解液濃度降低)傾向即使用傾向，能夠更早地使充放電條件的修正發(fā)揮作用使得電 解液濃度維持在正常范圍。由此，能夠進(jìn)一步提高防患于未然地防止電池性能的劣化的效^ o更優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，判定部被構(gòu)成為在判定為電解質(zhì)離子濃 度處于正常范圍外之后，當(dāng)電解質(zhì)離子濃度的推定值與電解質(zhì)離子濃度的初始值的差恢復(fù) 為比第一預(yù)定值低的第二預(yù)定值以下時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到正常范圍。并且， 充放電條件修正部被構(gòu)成為當(dāng)由判定部判定為電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到正常范圍時(shí)，停 止充放電條件的修正。或者，判定部被構(gòu)成為在判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外之 后，當(dāng)由傾向檢測部算出的第一頻度和第二頻度滿足了第二預(yù)定條件時(shí)，判定為電解質(zhì)離 子濃度已恢復(fù)到正常范圍。并且，充放電條件修正部被構(gòu)成為當(dāng)由判定部判定為電解質(zhì)離 子濃度已恢復(fù)到正常范圍時(shí)，停止充放電條件的修正。更優(yōu)選的是，在二次電池的控制方法中，判定步驟包括如下判定子步驟在判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外之后，當(dāng)電解質(zhì)離子濃度的推定值與電解質(zhì)離子濃度的初 始值的差恢復(fù)為比第一預(yù)定值低的第二預(yù)定值以下時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到正 常范圍?？刂瞥浞烹姷牟襟E包括如下步驟當(dāng)由判定子步驟判定為電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù) 到正常范圍時(shí)，停止充放電條件的修正。或者，判定步驟包括如下判定子步驟在判定為 電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外之后，當(dāng)算出的第一頻度和第二頻度滿足了第二預(yù)定條件 時(shí)，判定為電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到正常范圍?？刂瞥浞烹姷牟襟E還包括如下步驟當(dāng)由判 定子步驟判定為電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到正常范圍時(shí)，停止充放電條件的修正。據(jù)此，在電解液濃度恢復(fù)到正常范圍之后，中止充放電條件的修正，因此在不對電 池劣化產(chǎn)生不良影響的范圍內(nèi)，能夠最大限地發(fā)揮二次電池的性能。此外，通過在判定電解 液濃度已偏離正常范圍時(shí)的條件、和判定已從正常范圍外恢復(fù)到正常范圍的條件之間設(shè)置 滯后，從而能夠防止由于電解液濃度處于正常范圍內(nèi)/外的哪一個(gè)的判斷結(jié)果頻繁地變化 (波動(dòng))引起的充放電條件的修正頻繁地被執(zhí)行/停止，能夠防止充放電控制變得不穩(wěn)定。此外，優(yōu)選的是，在二次電池的控制系統(tǒng)中，充放電控制部包括判定部和充放電條 件修正部。判定部被構(gòu)成為根據(jù)由濃度推定部推定的電解質(zhì)離子濃度的推定值，判定電解 質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍。充放電條件修正部被構(gòu)成為當(dāng)由判定部判定為電解 質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定二次電池經(jīng)過預(yù)定時(shí)間持續(xù)地能夠輸入的第一 電力和能夠輸出的第二電力而執(zhí)行的充放電限制中，與電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍時(shí)相 比，相對地縮短預(yù)定時(shí)間。或者，充放電條件修正部被構(gòu)成為當(dāng)由判定部判定為電解質(zhì)離子 濃度處于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定二次電池經(jīng)過預(yù)定時(shí)間持續(xù)地能夠輸入的第一電力和 能夠輸出的第二電力而執(zhí)行的充放電限制中，與電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍時(shí)相比，使 第一電力和第二電力中的至少一方的絕對值相對地降低。此外，優(yōu)選的是，在二次電池的控制方法中，控制充放電的步驟包括根據(jù)由推定 步驟推定的電解質(zhì)離子濃度的推定值，判定電解質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍的步 驟；和當(dāng)判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定二次電池經(jīng)過預(yù)定時(shí)間持 續(xù)地能夠輸入的第一電力和能夠輸出的第二電力而執(zhí)行的充放電限制中，與電解質(zhì)離子濃 度處于正常范圍時(shí)相比，相對地縮短預(yù)定時(shí)間的步驟?；蛘呖刂瞥浞烹姷牟襟E包括根據(jù)由 推定步驟推定的電解質(zhì)離子濃度的推定值，判定電解質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍的 步驟；和當(dāng)判定為電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定二次電池(220)經(jīng)過預(yù) 定時(shí)間持續(xù)地能夠輸入的第一電力和能夠輸出的第二電力而執(zhí)行的充放電限制中，與電解 質(zhì)離子濃度處于正常范圍時(shí)相比，使第一電力和第二電力中的至少一方的絕對值相對地降 低的步驟。據(jù)此，當(dāng)電解質(zhì)離子濃度變?yōu)檎７秶鈺r(shí)，通過利用二次電池的充放電電流上 限值和由該上限值得到的充放電上限時(shí)間的組合來嚴(yán)格地進(jìn)行充放電限制，從而能夠回避 在電解液濃度容易上升或下降這樣的界限區(qū)域中的充放電。通過限制這樣的界限區(qū)域中使 用二次電池，能夠控制充放電使得電解液濃度恢復(fù)到正常范圍。優(yōu)選的是，預(yù)定物質(zhì)是鋰。據(jù)此，在具有電解液濃度由于大電流區(qū)域中的充放電而較大地變化、且當(dāng)電解液 濃度的變化達(dá)到預(yù)定以上時(shí)內(nèi)部電阻急遽增加的特性的鋰離子電池中，能夠防患于未然且 可靠地防止電池性能的劣化從而實(shí)現(xiàn)長壽命化。
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本發(fā)明的電動(dòng)車輛具備上述的任一二次電池的控制系統(tǒng)；和作為二次電池的控 制系統(tǒng)的負(fù)載而設(shè)置的電動(dòng)機(jī)。并且，電動(dòng)車輛被構(gòu)成為通過電動(dòng)機(jī)來產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力?；?者，通過上述的二次電池的控制方法來控制的二次電池搭載于電動(dòng)車輛，負(fù)載包括產(chǎn)生電 動(dòng)車輛的車輪的驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)如此構(gòu)成，通過防患于未然且可靠地防止搭載于電動(dòng)車輛的二次電池的電池 性能的劣化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)作為車輛驅(qū)動(dòng)力的產(chǎn)生源而使用的二次電池的長壽命化。根據(jù)本發(fā)明的二次電池的控制系統(tǒng)及搭載有該控制系統(tǒng)的電動(dòng)車輛以及二次電 池的控制方法，基于電極間的電解質(zhì)離子濃度(電解液濃度)的推定來檢測二次電池的劣 化發(fā)展并且修正充放電控制，由此能夠防患于未然且可靠地防止電池性能的劣化。


圖1是搭載有通過本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)及控制方法來控制 的二次電池的混合動(dòng)力車輛的控制框圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是對構(gòu)成圖1所示的行駛用電池的電池單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的概念圖。圖4是對以鋰離子二次電池為代表的特定種類的二次電池中的充放電電流和電 解液濃度變化之間的關(guān)系進(jìn)行說明的概念圖。圖5是對以鋰離子二次電池為代表的特定種類的二次電池中的電解液濃度變化 和內(nèi)部電阻增加之間的關(guān)系進(jìn)行說明的概念圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略框圖。圖7是表示電解液濃度的變化量相對于伴隨以一定電流充放電的充放電時(shí)間的 特性的概念圖。圖8是對用于通過電池E⑶的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的濃度變化率推定部的動(dòng) 作的子程序的控制構(gòu)造進(jìn)行說明的流程圖。圖9是對用于通過電池E⑶的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的濃度推定值算出部的動(dòng) 作的子程序的控制構(gòu)造進(jìn)行說明的流程圖。圖10是表示用于通過電池E⑶的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的判定部的動(dòng)作的子 程序的控制構(gòu)造的流程圖。圖11是表示用于通過電池E⑶的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的充放電條件修正部 的動(dòng)作的子程序的控制構(gòu)造的流程圖。圖12是說明設(shè)定充放電電力上限值的一例的概念圖。圖13是對由充放電電力上限值和上限電力產(chǎn)生的持續(xù)充放電的限制時(shí)間的種類 進(jìn)行說明的圖表。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制方法的控制構(gòu)造的流程圖。圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例1的濃度推定部的結(jié)構(gòu)的概略框圖。圖16是表示用于通過電池E⑶的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖15所示的濃度變化率推定部 的動(dòng)作的子程序的控制構(gòu)造的流程圖。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例2的判定結(jié)構(gòu)的框圖。圖18是對由圖17的傾向檢測部把握二次電池的使用傾向的把握方法進(jìn)行說明的概念圖。圖19是表示用于通過電池E⑶的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖17所示的判定結(jié)構(gòu)的動(dòng)作的 子程序的控制構(gòu)造的流程圖。符號的說明Ilp正極端子；Iln負(fù)極端子；12負(fù)極；13、16集電器；14間隔體；15正極；18活 性物質(zhì)；100混合動(dòng)力車輛；120發(fā)動(dòng)機(jī)；140A、140B電動(dòng)發(fā)電機(jī)；160驅(qū)動(dòng)輪；180減速器； 190動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)；200控制系統(tǒng)；202、202#電解液濃度推定部；204充放電控制部；205電 池狀態(tài)推定部；210濃度變化率推定部(使用中)；215濃度變化率推定部(非使用中)； 220行駛用電池；220#電池單元；221、225映射圖；222電流傳感器；224溫度傳感器；226電 壓傳感器；230濃度推定值算出部；240、241變換器(inverter，逆變器)；242轉(zhuǎn)換器；250、 255判定部；250#判定結(jié)構(gòu)；252濃度變化檢測部；254傾向檢測部；260充放電條件修正部； 300MG_ECU ；310電池ECU ；320HV_ECU ；410加速踏板；415加速踏板傳感器；420制動(dòng)踏板； 425制動(dòng)踏板傳感器；450制動(dòng)致動(dòng)器；460制動(dòng)機(jī)構(gòu)；465盤形轉(zhuǎn)動(dòng)體;B#電解液濃度推定 值；BO初始濃度；FL標(biāo)志(正常范圍內(nèi)/外)；h(Nl、N2)傾向管理值；Ib電池電流(充放 電電流)；t(ffin)充電限制時(shí)間；t (Wout)放電限制時(shí)間；Tb電池溫度；tbat充放電時(shí)間； Tbst電池溫度(非使用時(shí))；Trg觸發(fā)信號；tst非使用時(shí)間；Vb電池電壓；Win充電電力上 限值；Wout放電電力上限值；α 1、α 2、β 1、β 2判定值；ΔΒ電解液濃度變化率(每次充放 電、非使用期間中)；ΔΒ#(η)電解液濃度變化量(預(yù)定期間)；AR內(nèi)部電阻上升量。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。以下對圖中相同或相當(dāng)部分 標(biāo)記相同的符號。原則上其說明。圖1是搭載有通過本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)的電動(dòng)車輛的代表 例示出的混合動(dòng)力車輛的控制框圖。圖1是作為搭載有通過本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)及控制方法來 控制的二次電池的電動(dòng)車輛的代表例而示出的混合動(dòng)力車輛的控制框圖。電動(dòng)車輛并不限 定于圖1所述的混合動(dòng)力車輛，關(guān)于具有其他方式的混合動(dòng)力車輛(例如串聯(lián)型混合動(dòng)力 車輛)也能夠適用本發(fā)明。參照圖1，混合動(dòng)力車輛100包括作為車輛驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生源的例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)(以下簡稱為發(fā)動(dòng)機(jī))120 ；和電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG) 140。以下，電動(dòng)發(fā)電機(jī) 140包括主要作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)140Α(以下，為了便于說明也表示為電機(jī) 140Α)和主要作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)140Β(以下，為了便于說明也表示為電機(jī) 140Β)。根據(jù)混合動(dòng)力車輛100的行駛狀態(tài)，電機(jī)140Α作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能，或者發(fā)電機(jī) 140Β作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮作用?；旌蟿?dòng)力車輛，除此之外還包括減速器180，其將由發(fā)動(dòng)機(jī)120和/或電動(dòng)發(fā)電 機(jī)140Α產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪160，或者將驅(qū)動(dòng)輪160的驅(qū)動(dòng)力傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)120和/ 或電動(dòng)發(fā)電機(jī)140Α ；動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)(例如，行星齒輪機(jī)構(gòu))190，其將發(fā)動(dòng)機(jī)120產(chǎn)生的動(dòng)力 分配到驅(qū)動(dòng)輪160和發(fā)電機(jī)140Β這兩條路徑；行駛用電池220，其被充電用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā) 電機(jī)140Α、140Β的電力；變換器240，其對行駛用電池220的直流與電動(dòng)發(fā)電機(jī)140Α的交流進(jìn)行變換同時(shí)進(jìn)行電流控制；以及變換器241，其對行駛用電池220的直流與電動(dòng)發(fā)電機(jī) 140B的交流進(jìn)行變換同時(shí)進(jìn)行電流控制。行駛用電池220相當(dāng)于通過本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)及控制方法來控制的“二次電池”。混合動(dòng)力車輛還包括管理控制行駛用電池220的充放電的電池控制單元(以 下，稱為電池ECU (Electronic Control Unit)) 310 ；控制發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)作狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī) E⑶280 ；MG_EOT300，其根據(jù)混合動(dòng)力車輛的狀態(tài)來控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、140B以及電池 ECU310、變換器240等；以及HV_ECU320，其對電池ECU310、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU280和MG_ECU300等 相互地進(jìn)行管理控制，控制混合動(dòng)力系統(tǒng)整體，使得混合動(dòng)力車輛100能夠以最高效的方 式運(yùn)行。在由駕駛者操作的加速踏板410上連接有加速踏板傳感器415，加速踏板傳感器 415產(chǎn)生與由駕駛者操作加速踏板410的操作量(踏入量)相應(yīng)的輸出電壓。同樣地，在由 駕駛者操作的制動(dòng)踏板420上連接有制動(dòng)踏板傳感器425，制動(dòng)踏板傳感器425產(chǎn)生與由駕 駛者操作制動(dòng)踏板420的操作量(踏力)相應(yīng)的輸出電壓。加速踏板傳感器415和制動(dòng)踏 板傳感器425的輸出電壓被傳送到HV_EOT320。HV_EOT320能夠檢測由駕駛者操作加速踏 板410和制動(dòng)踏板420的操作量。在本實(shí)施方式中，在行駛用電池220與變換器240之間設(shè)置有升壓轉(zhuǎn)換器242。由 此，即使行駛用電池220的額定電壓比電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A和/或電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B的額定電 壓低，也能夠通過由轉(zhuǎn)換器242對電壓進(jìn)行升壓或降壓，從而在行駛用電池220和電動(dòng)發(fā)電 機(jī)140A、140B之間授受電力。該轉(zhuǎn)換器242內(nèi)置有未圖示的平滑電容器，在轉(zhuǎn)換器242進(jìn) 行升壓動(dòng)作時(shí)，該平滑電容器能夠蓄積電荷。在圖1中，分別構(gòu)成各E⑶，但是也可以構(gòu)成為將兩個(gè)以上的E⑶統(tǒng)合后的E⑶(例 如，圖1中，如虛線所示，將MG_EOT300和HV_EOT320統(tǒng)合后的E⑶是其中一例)。代表性地，在動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)190中，為了將發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力分配到驅(qū)動(dòng)輪160和 電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B這兩方，使用行星齒輪機(jī)構(gòu)(planetarygear)。通過控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B 的轉(zhuǎn)速，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)190也作為無級變速器發(fā)揮作用。發(fā)動(dòng)機(jī)120的旋轉(zhuǎn)力被輸入到行星 架(C)，由太陽輪⑶將其傳遞到電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B，由齒圈(R)傳遞到電動(dòng)機(jī)和輸出軸(驅(qū) 動(dòng)輪160側(cè))。在使旋轉(zhuǎn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)120停止時(shí)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)120正在旋轉(zhuǎn)，所以其旋轉(zhuǎn)的 動(dòng)能由電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B變換為電能，使發(fā)動(dòng)機(jī)120的轉(zhuǎn)速降低。在搭載了如圖1所示的混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛100中，在發(fā)動(dòng)時(shí)、低速行駛 時(shí)等發(fā)動(dòng)機(jī)120的效率不良的情況下，能夠僅使用電動(dòng)發(fā)電機(jī)140的電機(jī)140A進(jìn)行混合動(dòng) 力車輛的行駛。在通常行駛時(shí)，例如通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)190將發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力分為兩條 路徑。由一方直接驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪160，由另一方驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)140B來進(jìn)行發(fā)電。此時(shí)，通過產(chǎn)生 的電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)140A來輔助驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪160。此外，在高速行駛時(shí)，通過進(jìn)一步將來自行駛 用電池220的電力供給到電機(jī)140A，使電機(jī)140A的輸出增大，對驅(qū)動(dòng)輪160追加驅(qū)動(dòng)力。另一方面，在減速時(shí)，隨驅(qū)動(dòng)輪160從動(dòng)的電機(jī)140A作為發(fā)電機(jī)工作，利用再生制 動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，能夠?qū)⒒厥盏碾娏Υ嬗谛旭傆秒姵?20。在此所說的再生制動(dòng)包括伴隨由 駕駛混合動(dòng)力汽車的駕駛者進(jìn)行的腳制動(dòng)器操作時(shí)的再生發(fā)電的制動(dòng)和、不操作腳制動(dòng)器 而通過在行駛中松開加速踏板從而進(jìn)行再生發(fā)電同時(shí)使車輛減速(或者中止加速)。
能夠再生發(fā)電的電力根據(jù)向行駛用電池220充電的充電電力容許值(上限值)來 設(shè)定。即，在禁止行駛用電池220的充電時(shí)，也禁止再生發(fā)電，電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的轉(zhuǎn)矩指令 值被設(shè)定為零。此外，在行駛用電池220的充電量降低、特別需要充電的情況下，增加發(fā)動(dòng)機(jī)120 的輸出、增加由發(fā)電機(jī)140B產(chǎn)生的發(fā)電量，從而增加對行駛用電池220的充電量。當(dāng)然，即 使在低速行駛時(shí)也根據(jù)需要進(jìn)行增加發(fā)動(dòng)機(jī)120的輸出的控制。例如，如上所述存在如下 情況等需要行駛用電池220的充電時(shí)、驅(qū)動(dòng)空調(diào)等輔機(jī)時(shí)、將發(fā)動(dòng)機(jī)120的冷卻水的溫度 提高至預(yù)定溫度時(shí)。在驅(qū)動(dòng)輪160和未圖示的車輪的各個(gè)設(shè)置制動(dòng)機(jī)構(gòu)460。制動(dòng)機(jī)構(gòu)460被構(gòu)成為 通過由制動(dòng)致動(dòng)器450的產(chǎn)生液壓操作的制動(dòng)塊(摩擦件)來按壓與各車輪對應(yīng)設(shè)置的盤 形轉(zhuǎn)動(dòng)體465，從而產(chǎn)生摩擦力，由此得到車輛的制動(dòng)力。制動(dòng)致動(dòng)器450的液壓產(chǎn)生量由 HV_ECU320 來控制。HV_EOT320以如下方式進(jìn)行控制根據(jù)制動(dòng)踏板420的操作量等來算出車輛整體 的要求制動(dòng)力，通過由電機(jī)140A產(chǎn)生的再生制動(dòng)力和由制動(dòng)機(jī)構(gòu)460產(chǎn)生的液壓制動(dòng)力來 協(xié)調(diào)產(chǎn)生算出的整體要求制動(dòng)力。圖2中示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)。行駛用電池220由連接了多個(gè)電池單元220#的電池組構(gòu)成。如以下說明的那樣， 行駛用電池220代表性地由鋰離子二次電池構(gòu)成。行駛用電池220經(jīng)由變換器240、241以及轉(zhuǎn)換器242與電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、 140B(MG(1)、MG(2))連接。即，在本實(shí)施方式中，由變換器240、241以及轉(zhuǎn)換器242構(gòu)成的 PCU(Power Control Unit，功率控制單元)以及電動(dòng)發(fā)電機(jī) 140A、140B(MG(1)、MG(2))—體 地構(gòu)成行駛用電池220的“負(fù)載”。此外，設(shè)置有檢測行駛用電池220的端子電壓(以下，稱為電池電壓Vb)的電壓傳 感器226、檢測流到行駛用電池220的電流的電流傳感器222。關(guān)于電壓傳感器226，還可以 配置為不僅檢測端子間電壓還能夠?qū)τ深A(yù)定個(gè)數(shù)的電池電壓220#構(gòu)成的每個(gè)電池塊(未 圖示)測定輸出電壓。此外，在以下中，將由電流傳感器222檢測出的行駛用電池220與負(fù)載之間的輸入 輸出電流稱為電池電流lb。電池電流Ib將圖中箭頭方向定義為正電流方向。即，在放電時(shí) 為Ib > 0 (正)，在充電時(shí)為Ib < 0 (負(fù))。因此，行駛用電池220的負(fù)載的輸入輸出電力， 由電池電壓Vb和電池電流Ib的積來表示，在放電時(shí)為正值，充電時(shí)為負(fù)值。而且，在行駛用電池220的多個(gè)地方設(shè)置檢測電池溫度的溫度傳感器224。在多個(gè) 地方設(shè)置溫度傳感器224是因?yàn)樾旭傆秒姵?20的溫度存在局部不同的可能性。電流傳感 器222、電壓傳感器226以及溫度傳感器224的輸出被發(fā)送到電池E⑶310。在電池E⑶310中基于這些傳感器的輸出值來算出電池的剩余容量(S0C)，進(jìn)一步 執(zhí)行電池充放電限制。代表性地，充放電控制以使推定出的SOC與目標(biāo)SOC —致的方式來進(jìn)行。此外，為 了防止行駛用電池220的過放電和過充電，電池E⑶310確定充電電力上限值Win(WinSO) 和放電電力上限值Wout (Wout彡0)，向MG_ECU300和HV_ECU320發(fā)送。例如，充電電力上限值Win是為了防止由于過充電使電池電壓Vb變得比最高容許電壓(上限電壓)高、或者SOC變得比上限管理值高而設(shè)定的。同樣地，放電電力上限值 Wout是為了防止由于過放電使電池電壓Vb變得比最低容許電壓(下限電壓)低、或者SOC 變得比下限管理值低而設(shè)定的。在此，上限電壓和下限電壓根據(jù)行駛用電池220的最高額 定電壓和最低額定電壓、或者連接于行駛用電池220的設(shè)備(負(fù)載)的能夠動(dòng)作(保證) 的電壓等而確定的。而且，充放電電力上限值Win、Wout的絕對值也隨著電池溫度Tb而變 化，在高溫時(shí)、低溫時(shí)被抑制得比通常溫度時(shí)低。特別地，HV_EOT300設(shè)定各電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、140B的動(dòng)作指令值(代表性的是轉(zhuǎn) 矩指令值)，使得行駛用電池220在充電電力上限值Win和放電電力上限值Wout的范圍內(nèi) 充放電。例如，考慮上述那樣的與行駛狀況相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)120與電機(jī)140A之間車輛驅(qū)動(dòng)力 的輸出分配，使得包括電機(jī)140A中的消耗電力的行駛用電池220的輸出電力不會(huì)超過放電 電力上限值Wout。此外，在再生制動(dòng)時(shí)，考慮使得包括由電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A發(fā)電的發(fā)電電力的向行駛 用電池220輸入的輸入電力不會(huì)超過充電電力上限值Win，然后設(shè)定電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的轉(zhuǎn) 矩指令值(一般為負(fù)轉(zhuǎn)矩)。如上所述，HV_ECU320在由駕駛者進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，進(jìn)行協(xié)調(diào) 控制，使得通過由電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A產(chǎn)生的再生制動(dòng)力和由制動(dòng)機(jī)構(gòu)460產(chǎn)生的液壓制動(dòng)力 的和來得到對車輛整體的要求制動(dòng)力，因此即使通過充電電力上限值Win限制由電動(dòng)發(fā)電 機(jī)140A產(chǎn)生的再生制動(dòng)力，也能夠得到需要的車輛驅(qū)動(dòng)力。圖3是構(gòu)成圖1所示的行駛用電池220的電池單元的概略結(jié)構(gòu)圖。如上所述，作 為串聯(lián)連接或串并聯(lián)連接了圖3所示的電池單元220#的電池組構(gòu)成行駛用電池220。參照圖3，電池單元220#包括負(fù)極12、間隔體14、和正極15。間隔體14通過向設(shè) 置在負(fù)極和正極之間的樹脂浸透電解液來構(gòu)成，對應(yīng)于本發(fā)明中的“離子傳導(dǎo)體”。負(fù)極12和正極15的各個(gè)由球狀的活性物質(zhì)18的集合體來構(gòu)成。在放電時(shí)，在負(fù) 極12的活性物質(zhì)18的界面上進(jìn)行放出鋰離子Li+和電子e-的電化學(xué)反應(yīng)。另一方面，在 正極15的活性物質(zhì)18的界面上進(jìn)行吸收鋰離子Li+和電子e-的電化學(xué)反應(yīng)。在負(fù)極12上設(shè)置吸收電子e-的集電器13，在正極15上設(shè)置放出電子e_的集電 器16。負(fù)極的集電器13代表性地由銅構(gòu)成，正極的集電器16代表性地由鋁構(gòu)成。在集電 器13上設(shè)置負(fù)極端子lln，在集電器16上設(shè)置正極端子lip。通過經(jīng)由間隔體14授受鋰離 子Li+，從而在電池單元220#中進(jìn)行充放電，產(chǎn)生充電電流Ib (> 0)或放電電流Ib ( < 0)。在電池單元220#是鋰離子二次電池的情況下，電解液中作為支持電解質(zhì)的鋰鹽 溶解于溶劑中。在此，關(guān)于間隔體14的電解液中的電解質(zhì)離子濃度，在以下中也簡稱為“電 解液濃度”。在此，使用圖4和圖5對鋰離子二次電池所代表的特定種類的電池中顯著的、二次 電池的電解液濃度特性進(jìn)行說明。使用圖4，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在特定種類的二次電池中具有如下特性雖然在小電流的 充放電時(shí)電解液濃度的變化量ABb不是很大，但當(dāng)以大電流進(jìn)行充放電時(shí)，電解液濃度的 變化量ABb急遽變大。具體而言，通過以大電流進(jìn)行充電，電解液濃度向上升方向較大變 化，另一方面，通過大電流進(jìn)行放電，電解液濃度向下降方向較大變化。因此，在根據(jù)通常電流范圍內(nèi)的充放電來使用二次電池的情況下，通過反復(fù)充放 電使得剩余容量(SOC)控制為一定值，由此電解液濃度不會(huì)從初始值(新品時(shí))較大上升或下降。然而，在由于根據(jù)混合動(dòng)力車輛的駕駛者特性等例如頻繁地進(jìn)行高加速行駛，使得頻繁地進(jìn)行伴隨以大電流放電的運(yùn)行時(shí)，隨著二次電池的使用，電解液濃度可能從初始 值較大地降低。相反，在由于下坡運(yùn)行等頻繁地進(jìn)行再生發(fā)電這樣的使用條件下運(yùn)行時(shí)，有 充電過多的傾向，隨著二次電池的使用，電解液濃度可能從初始值較大地上升。另一方面，如圖5所示，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在鋰離子二次電池所代表的特定種類的電池 中具有如下特性在電解液濃度的變化量ABb不是很大的區(qū)域中，內(nèi)部電阻的增加也不顯 著，另一方面，當(dāng)電解液濃度的變化量ABb變?yōu)橐欢ㄒ陨蠒r(shí)，與新品時(shí)相比內(nèi)部電阻上升 量Δ R急遽增大。也就是說，若在內(nèi)部電阻的上升變得顯著的區(qū)域中電解液濃度從初始值變化，則 恐怕會(huì)產(chǎn)生電池性能的制約和/或二次電池的壽命的問題。因此，可以理解為了有效地防 止二次電池的劣化，不僅對內(nèi)部電阻的變化進(jìn)行反饋來修正充放電條件，重要的是在其前 階段進(jìn)行充放電控制，使得電解液濃度的變化被收入在正常范圍。鑒于這樣的知識，在本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)及控制方法中，執(zhí) 行如以下說明那樣的將電解液濃度維持在預(yù)定的正常范圍內(nèi)的二次電池的充放電控制。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略框圖。參照圖6，本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)200包括電解液濃度推定部 202，其被構(gòu)成為基于二次電池的使用狀態(tài)來推定電解液濃度；和充放電控制部204，其基 于由電解液濃度推定部202推定的電解液濃度推定值Β#來進(jìn)行二次電池的充放電，使得電 解液濃度維持在正常范圍。而且，控制系統(tǒng)200還包括電池狀態(tài)推定部205，該電池狀態(tài)推定部205基于作為 二次電池的狀態(tài)量的、電池溫度Tb、電池電流Ib以及電池電壓Vb來推定二次電池的狀態(tài)， 由此算出剩余容量推定值(推定S0C)。電池狀態(tài)推定部205基于推定SOC和電池狀態(tài)(代 表性地是電池溫度Tb)來設(shè)定二次電池的充電電力上限值Win和放電電力上限值Wout。電解液濃度推定部202包括濃度變化率推定部210，其對相當(dāng)于混合動(dòng)力車輛 100的運(yùn)行開始指示的、用于使混合動(dòng)力系統(tǒng)工作的動(dòng)力開關(guān)的接通信號PON進(jìn)行響應(yīng)，在 二次電池的使用時(shí)基于充放電電流(電池電流Ib)來推定電解液濃度的變化率ΔΒ ；和濃 度推定值算出部230，其根據(jù)推定出的變化率ΔΒ來逐次算出二次電池使用中的電解液濃 度推定值B#。濃度變化率推定部210包括用于基于充放電電流來推定電解液濃度的變化率 ΔB的映射圖221。充放電控制部204包括判定部250，其基于由濃度推定值算出部230推定出的電 解液濃度推定值8#來判定電解液濃度是否處于正常范圍內(nèi)；和充放電條件修正部260，其 根據(jù)表示由判定部250得到的判定結(jié)果的標(biāo)志FL，在電解液濃度變?yōu)檎７秶鈺r(shí)修正二 次電池的充放電條件，使得電解液濃度恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。以下，對各功能框的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對構(gòu)成電解液濃度推定部202的濃 度變化率推定部210和濃度推定值算出部230的動(dòng)作進(jìn)行說明。如圖7所示，二次電池的電解液濃度隨著二次電池的充放電而變化。圖7中示出 了伴隨以一定電流的充放電的、相對于該電流下的充放電時(shí)間tbat (橫軸)的、由于該充放 電引起的電解液濃度的變化率ΔΒ的特性。進(jìn)行通過各種電流值對實(shí)際的二次電池充放電的實(shí)驗(yàn)，能夠通過此時(shí)測定電解液濃度的變化來求得這樣的特性?；谶@樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，關(guān)于伴隨二次電池的充放電的電解液濃度的變化率ABJt為充放電電流Ib和充放電時(shí)間tbat的函數(shù)f(Ib、tbat)，能夠表示為ΔΒ = f(Ib、tbat)。 變化率ΔΒ以從該充放電開始時(shí)的電解液濃度開始的變化率(％ )來表示。即，充放電開始 時(shí)(tbat = 0)的初始值為ΔΒ = 0。如圖7所示，當(dāng)充放電電流的絕對值|lb|變大時(shí)，電解液濃度變化率的絕對 值I ΔΒ I也有變大的傾向，特別當(dāng)充放電電流變?yōu)轭A(yù)定以上的大小時(shí)，變化量的絕對值
ABb也急遽變大。也就是說，基于事先通過實(shí)驗(yàn)等求出的如圖7所示那樣的表示以各種電流的特 性的函數(shù)f (lb、tbat)，根據(jù)充放電電流Ib和充放電時(shí)間tbat，能夠以提取變化率ΔΒ = f(Ib, tbat)作為映射值的方式來構(gòu)筑映射圖221。由此，二次電池每次以一定電流的充放 電結(jié)束時(shí)，參照映射圖221，能夠每次算出由該充放電引起的電解液濃度的變化率ΔΒ。圖8是對用于通過電池E⑶310的軟件處理來實(shí)現(xiàn)濃度變化率推定部210的動(dòng)作 的子程序的控制構(gòu)造進(jìn)行說明的流程圖。參照圖8，電池E⑶310，在步驟Sl 11中基于PON信號來判定是否處于電源接通中、 即二次電池是否處于使用中。然后，在二次電池的非使用期間(sill判定為否時(shí))，不必結(jié) 束以下的處理而結(jié)束子程序。另一方面，在二次電池使用中(S110判定為是時(shí))，電池E⑶310通過步驟S112來 取得當(dāng)前的電池電流lb。然后，通過步驟S113判定與上次執(zhí)行子程序時(shí)相比電池電流Ib 的變化量是否為預(yù)定以下。即，在步驟S113中判斷是否繼續(xù)以一定電流的充放電。電池E⑶310，在步驟S113判定為否時(shí)、即電池電流Ib沒有變化的情況下，判斷為 繼續(xù)以該電流充放電，通過步驟S114增加用于計(jì)測該充放電的繼續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值。另一方面，電池E⑶310，在步驟S113判定為是時(shí)、即電池電流Ib從上次執(zhí)行子程 序時(shí)發(fā)生了變化的情況下，判斷為以一定電流的充放電已結(jié)束，為了推定由該充放電引起 的電解液濃度的變化率ΔΒ，執(zhí)行步驟S115、S116的處理。電池E⑶310，在步驟S115中基于由步驟S114得到的至今的計(jì)數(shù)值，算出以一定電 流的充放電時(shí)間tbat。然后，在步驟S116中通過參照基于該充放電的電流Ib和步驟S115 中求出的充放電時(shí)間的映射圖221，算出變化率AB = f(Ib、tbat)。由此，按每個(gè)以一定電 流充放電結(jié)束的事件，每次算出由于該充放電引起的電解液濃度的變化率ΔΒ。圖7所示的特性可以在按每個(gè)電池溫度Tb進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后來設(shè)定。此時(shí)，映射圖 221被構(gòu)成為根據(jù)充放電電流lb、充放電時(shí)間tbat以及電池溫度Tb來算出變化率ΔΒ = f(Ib, Tb，tbat)作為映射值?；蛘?，關(guān)于變化率△ B，也考慮根據(jù)此時(shí)的電解液濃度水平而變化，因此為了與此 對應(yīng)，只要以如下方式構(gòu)成映射圖221即可在電解液濃度水平變動(dòng)后研究圖7的特性，根 據(jù)充放電電流lb、充放電時(shí)間tbat以及此時(shí)的電解液濃度推定值8#，算出變化率ΔΒ = f (lb, tbat, Β#) ο如此，濃度變化率推定部210能夠構(gòu)成為至少基于充放電電流Ib和充放電時(shí)間 tbat，或者除此以外還反映電池溫度Tb和/或該充放電開始時(shí)的電解液濃度推定值B#，算 出由該充放電引起的電解液濃度的變化率ΔΒ。
圖9是對用于通過軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的濃度推定值算出部230的動(dòng)作的子 程序的控制構(gòu)造進(jìn)行說明的流程圖。參照圖9，電池E⑶310，在步驟S121中判定是否由濃度變化率推定部210算出了 變化率ΔΒ。如上所述，變化率ΔΒ是按每次以一定電流充放電結(jié)束的事件算出的，所以在 以一定電流的充放電繼續(xù)期間，變化率ΔΒ沒有被算出，步驟S121判定為否。電池ECU310， 在步驟S121判定為否時(shí)，維持當(dāng)前的電解液濃度推定值B#(步驟S123)。另一方面，電池E⑶310，在由濃度變化率推定部210算出了變化率ΔΒ時(shí)(S121判 定為是時(shí))，即在以一定電流充放電已結(jié)束的情況下，通過步驟S122來反映算出的變化率 Δ B并更新電解液濃度推定值Β#。如此，每次以一定電流充放電結(jié)束時(shí)，推定由該充放電引起的電解液濃度的變化， 能夠逐次更新電解液濃度推定值Β#。關(guān)于濃度變化率推定部10 (映射221)，代替電解液濃度變化率Δ B,也能夠以推定 電解液濃度變化量ABb的方式來構(gòu)成。在該情況下，圖9的步驟S112中的處理變?yōu)閳?zhí)行 對當(dāng)前的電解液濃度推定值Β#加上ABb來更新的運(yùn)算。或者，也能夠?qū)⑼ㄟ^映射圖221算出的變化率ΔΒ定義為與表示時(shí)間變化的曲線 的切線的斜率、與運(yùn)算周期T(子程序的執(zhí)行周期)的積對應(yīng)。如此一來，在圖8所示的子 程序中，在電池電流Ib的非變化時(shí)(S113判定為否時(shí))執(zhí)行的步驟S141中，也根據(jù)由該電 流下的至今的充放電時(shí)間tbat，每次求出變化率ΔΒ。其結(jié)果，成為如下控制構(gòu)造在每次 執(zhí)行圖8和圖9的子程序時(shí)，每次都算出電解液濃度變化率△ B和電解液濃度推定值B#。下面，對構(gòu)成充放電控制部202的判定部250和充放電條件修正部260進(jìn)行詳細(xì) 說明。圖10是表示用于通過電池E⑶310的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的判定部250的動(dòng) 作的子程序的控制構(gòu)造的流程圖。參照圖10，電池E⑶310，在步驟S131中識別表示電解液濃度是否處于正常范圍內(nèi) 的標(biāo)志FL的值。在此，標(biāo)志FL在電解液濃度處于正常范圍內(nèi)時(shí)被設(shè)定為“0”，在電解液濃 度偏離正常范圍時(shí)被設(shè)定為“1”。雖然省略記載，但當(dāng)設(shè)定為FL= 1時(shí)，另外設(shè)定表示電解 液濃度在過高方向或過低方向偏離正常范圍的標(biāo)志。電池E⑶310，當(dāng)FL = 0時(shí)(S131判定為是時(shí))，通過步驟S132判定由濃度推定值 算出部230推定出的電解液濃度推定值m是否從初始濃度(適當(dāng)濃度)BO變化了預(yù)定以 上，由此判定當(dāng)前的電解液濃度是否處于正常范圍內(nèi)。具體而言，在步驟S132中，判定是否 為|Β#-Β0| > α I0 α 1是預(yù)先確定的判定值。電池ECU310，在|Β#-Β0| > α 時(shí)(S132判定為是時(shí))，通過步驟S134判定為電 解液濃度偏離了正常范圍，設(shè)定標(biāo)志FL = 1。另一方面，電池ECU310，在|Β#-Β0|彡α 時(shí)(S132判定為否時(shí))，通過步驟S135 判定為電解液濃度處于正常范圍內(nèi)，維持標(biāo)志FL = 0。如果判定為電解液濃度處于正常范圍外、設(shè)定為標(biāo)志FL= 1時(shí)，步驟S131判定為 否，所以電池E⑶310通過步驟S133，使用與步驟S132不同的判定值α 2，執(zhí)行電解液濃度 是否恢復(fù)到正常范圍內(nèi)的判定。具體而言，在步驟S133中，判定是否為|Β#-Β0| < α2。該 判定值α2被設(shè)定為比步驟S132中的判定值α 小的值(α2< α )。然后，如果判定為電解液濃度處于正常范圍外(FL= 1)時(shí)，當(dāng)電解液濃度推定值B#從初始濃度BO的變化量 的絕對值變得小于判定值α 2時(shí)(S133判定為是時(shí))，判斷為電解液濃度已恢復(fù)到正常范圍 并更新標(biāo)志FL = 0。另一方面，電池E⑶310，在步驟S133判定為否時(shí)，通過步驟S134維持標(biāo)志FL =如此，在判定電解液濃度偏離了正常范圍時(shí)的判定值α 1、和判定已從正常范圍外 恢復(fù)到正常范圍的判定值α 2之間設(shè)置滯后，所以能夠防止如下情況伴隨電解液濃度處 于正常范圍內(nèi)/外的哪一個(gè)的判定結(jié)果頻繁地變化(波動(dòng))，頻繁地執(zhí)行/停止后述的充放 電條件的修正，充放電控制變得不穩(wěn)定。圖11是表示用于通過電池E⑶310的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖6所示的充放電條件修正 部260的動(dòng)作的子程序的控制構(gòu)造的流程圖。參照圖11，電池E⑶310，通過步驟S141，根據(jù)由判定部250設(shè)定的標(biāo)志FL來判定 是否需要充放電條件的修正。然后，電池E⑶310，當(dāng)標(biāo)志FL = 0時(shí)(步驟S141判定為否 時(shí))，通過步驟S143將充放電條件維持為通常時(shí)那樣。另一方面，當(dāng)標(biāo)志FL = 1時(shí)(步驟 S141判定為是時(shí))，通過步驟S142將充放電條件修正為比通常時(shí)嚴(yán)格的條件。例如，在步驟S142中，基于當(dāng)前的二次電池的狀態(tài)，修正由電池狀態(tài)推定部205設(shè) 定的、表示充放電限制的充電電力上限值Win、放電電力上限值Wout以及以該上限值下的 充電限制時(shí)間t (Win)、放電限制時(shí)間t (Wout)。在此，對充放電電力限制進(jìn)行說明。圖12是說明設(shè)定充放電電力上限值Win、Wout的一例的概念圖。參照圖12，電池狀態(tài)推定部205基于此時(shí)的電池溫度Tb和推定S0C，設(shè)定充電電 力上限值Win和放電電力上限值Wout。從圖12可知，在高溫區(qū)域或極低溫區(qū)域中，與通常溫度區(qū)域相比更加限制二次電 池的充放電，設(shè)定為Win O和Wout ^ O。如此，充電電力上限值Win和放電電力上限值 Wout被設(shè)定為根據(jù)電池溫度Tb和SOC可變。在圖12中，設(shè)定為充電電力上限值Win和放電電力上限值Wout相對于電池溫度 Tb對稱(Wout = -Win)，但充電電力上限值Win和放電電力上限值Wout的設(shè)定能夠是任意 的。如圖13所示，關(guān)于充放電電力上限值WiruWout，通常設(shè)定多種，對其每種，設(shè)定以 充放電電力上限值和上限電力持續(xù)充放電的限制時(shí)間t (Win), t (Wout)。例如，作為標(biāo)準(zhǔn)額定值，設(shè)定tl = 2 5秒左右的充電電力上限值Win(I)和放 電電力上限值Wout(l)?；蛘撸瑸榱嗽跇O短時(shí)間(例如t2<l秒左右)的期間滿足駕駛者 的輸出要求，相比于上述標(biāo)準(zhǔn)額定值，設(shè)定用于緩和充放電電力的短時(shí)間額定值Win(2)、 Wout (2)。或者，為了限制長時(shí)間繼續(xù)的充放電電力，作為t3= 10秒左右的持續(xù)額定值，設(shè) 定充電電力上限值Win (3)和放電電力上限值Wout (3)。在圖13所示的這些額定值之間，t2 < tl < t3，Win(3) | < Win(I) < ι Win⑵I，同樣地，Wout (3) < Wout(I) < Wout (2)。關(guān)于這些充放電額定值(充放電電 力上限值和限制時(shí)間)，預(yù)先準(zhǔn)備與圖12同樣的映射圖，根據(jù)二次電池的狀態(tài)(例如電池溫 度和推定SOC)來設(shè)定。
在本實(shí)施方式中，只要沒有特別說明，充電電力上限值Win和放電電力上限值 Wout也具有分別包括上述Win(I) Win (3)以及上述Wout(I) Wout (3)的意思。同樣 地，關(guān)于充放電繼續(xù)的限制時(shí)間t (Win)、t (Wout)，也具有包括上述tl t3的意思。再次參照圖11，當(dāng)標(biāo)志FL = O時(shí)，電池E⑶310通過步驟S143直接采用由電池狀 態(tài)推定部205設(shè)定的、圖12和圖13所示的充放電額定值Win、Wout、t (Win)、t (Wout)。另一方面，當(dāng)標(biāo)志FL = 1時(shí)，電池ECU310通過步驟S142對Win、Wout、t (Win)、 t (Wout)中的至少一個(gè)進(jìn)行修正。如上所述，當(dāng)標(biāo)志FL = 1時(shí)，通過判定部250還提供表示電解液濃度是過度上升 還是過度下降的信息?；谠撔畔ⅲ姵谽CU310在電解液濃度偏離正常范圍地上升時(shí)，為了抑制充電過 多傾向，對充電電力上限值Win (Win(I) Win (3)中的至少一個(gè))修正為Win#使其絕對 值降低?；蛘撸部梢酝ㄟ^將由上限電力產(chǎn)生的限制時(shí)間t(Win)以比通?？s短的方式修 正為t# (Win)，從而抑制充電過多傾向?；蛘撸部梢孕拚潆婋娏魃舷拗礧in和限制時(shí)間 t (Win)這兩方。另一方面，電池E⑶310，在電解液濃度偏離正常范圍地降低時(shí)，為了抑制放電過多 傾向，對放電電力上限值Wout (Wout(I) Wout(3)中的至少一個(gè))修正為WoutiHi其絕對 值降低?；蛘?，也可以通過將由上限電力產(chǎn)生的限制時(shí)間t(Wout)以比通常縮短的方式修 正為t# (Wout)，從而抑制放電過多傾向?；蛘撸部梢孕拚烹婋娏魃舷拗礧out和限制時(shí) 間t (Wout)這兩方。如此一來，通過對充放電電力上限值和/或由該上限電力的充放電的限制時(shí)間進(jìn) 行修正，從而能夠修正二次電池的充放電條件，使得在使變?yōu)檎７秶獾碾娊庖簼舛然?復(fù)到正常范圍內(nèi)的方向上抑制充電過多傾向或放電過多傾向。作為充放電條件修正部260進(jìn)行的充放電條件的修正，并不限于上述那樣的充放 電限制(充放電電力上限值和/或根據(jù)上限電力充放電的限制時(shí)間)的變更。例如，也能 夠通過在行駛用電池220的充電模式下利用發(fā)電機(jī)140B中通過發(fā)動(dòng)機(jī)120的輸出發(fā)電的 發(fā)電電力來修正充電電流水平、和/或在車輛行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)120和電機(jī)140A之間修正驅(qū)動(dòng) 力分配，修正二次電池的充放電條件，使得抑制二次電池的充電過多或發(fā)電過多傾向。如以上說明的那樣，在本實(shí)施方式的二次電池的控制系統(tǒng)中，基于二次電池的使 用狀態(tài)，具體而言，推定伴隨二次電池的使用(充放電)的電解液濃度的變化，進(jìn)而，在推定 出的電解液濃度處于正常范圍外的情況下，能夠修正二次電池的充放電條件使電解液濃度 恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。因此，通過控制二次電池的充放電使得電解液濃度維持在正常范圍，從 而能夠在發(fā)生內(nèi)部電阻的上升等顯著劣化的前階段防止二次電池的劣化發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)其 長壽命化。圖6所示的二次電池的控制系統(tǒng)，根據(jù)圖14所示的流程圖，通過圖8、圖9、圖10、 圖11所示的子程序的組合，能夠通過電池ECU310以軟件方式來實(shí)現(xiàn)。參照圖14，本發(fā)明的實(shí)施方式的二次電池的控制方法包括步驟S102，基于二次 電池的使用狀態(tài)來推定電解液濃度；和步驟S104，基于推定出的電解液濃度控制二次電池 的充放電使得電解液濃度維持在正常范圍。步驟S102包括步驟S110，通過執(zhí)行圖8所示 的子程序來推定電解液濃度變化率；和步驟S120，通過執(zhí)行圖9所示的子程序來逐次算出電解液濃度的推定值。同樣地，步驟S104包括步驟S130，通過執(zhí)行圖10所示的子程序來判定電解液濃 度是否處于正常范圍內(nèi)；和步驟S140，通過執(zhí)行圖11所示的子程序，當(dāng)判斷為電解液濃度 處于正常范圍外時(shí)修正充放電條件使得電解液濃度恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。也就是說，步驟SllO的處理對應(yīng)于圖6中的濃度變化率推定部210的動(dòng)作，步驟 S120的處理對應(yīng)于圖6中的濃度推定值算出部230的動(dòng)作，步驟S130的處理對應(yīng)于圖6中 的判定部250的動(dòng)作，步驟S140的處理對應(yīng)于圖6中的充放電條件修正部260的動(dòng)作。如 此，通過按預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲在電池ECU310中的、用于實(shí)現(xiàn)圖14所示的流程圖的預(yù)定 程序，能夠?qū)崿F(xiàn)由圖6所示的二次電池的控制系統(tǒng)進(jìn)行的充放電控制。(變形例1)在變形例1中，說明圖6所示的電解液濃度推定部202的結(jié)構(gòu)的變形例。參照圖15，本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例1的電解液濃度推定部202#，與圖6所示 的電解液濃度推定部202的結(jié)構(gòu)相比，在還包括濃度變化率推定部215這一點(diǎn)上不同，所述 濃度變化率推定部215用于推定二次電池的非使用期間(例如，電源開關(guān)斷開期間、即PON 信號OFF期間)的電解液濃度的變化率Δ B。由濃度變化率推定部215推定出的電解液濃度的變化率ΔΒ，在二次電池的使用 開始時(shí)(例如，PON信號從OFF變?yōu)镺N時(shí))，被傳遞至濃度推定值算出部230。濃度變化率 推定部215包括用于算出二次電池的非使用期間中的電解液濃度的變化率ΔΒ的映射圖 225。映射圖225被構(gòu)成為反映在二次電池的非使用期間中由于二次電池的緩和效果使得 電解液濃度向初始濃度BO變化的特性。眾所周知，電池溫度Tb對二次電池的緩和效果影響很大。因此，映射圖225被構(gòu)成 為基于預(yù)先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，根據(jù)二次電池的非使用中(緩和期間)的電池溫度Tbst 和緩和時(shí)間即二次電池的非使用期間tst，作為映射值而提取變化率ΔΒ = g(Tbst, tst)。 由此，在二次電池的使用開始時(shí)，能夠每次推定二次電池的非使用期間的電解液濃度的變 化率ΔB。濃度推定值算出部230，在二次電池的使用結(jié)束時(shí)(Ρ0Ν信號從ON變?yōu)镺FF時(shí))， 將此時(shí)刻的電解液濃度推定值B#存儲于未圖示的非易失性存儲區(qū)域，并且在二次電池的 使用開始時(shí)(Ρ0Ν信號從OFF變?yōu)镺N時(shí))，根據(jù)存儲于該非易失性存儲區(qū)域的電解液濃度推 定值B#、和來自濃度變化率推定部215的非使用期間中的變化率ΔΒ，算出使用開始時(shí)刻的 電解液濃度推定值B#。由此，也能夠反映由于二次電池的非使用期間中的緩和效果引起的電解液濃度的 變化(向初始濃度BO恢復(fù)的方向)，因此能夠更高精度地進(jìn)行電解液濃度的推定。圖16是表示為了通過電池E⑶310的軟件處理來實(shí)現(xiàn)濃度變化率推定部210和濃 度變化率推定部215的動(dòng)作，代替圖8的子程序而執(zhí)行的子程序的控制構(gòu)造的流程圖。參照圖16，電池ECU310，在本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例1的濃度變化率推定中，除 了圖8的流程圖中的步驟Slll S116以外，還執(zhí)行步驟S117、S118、S119a S119c。電池E⑶310，在步驟Sl 11之前，執(zhí)行用于檢測二次電池的使用開始、即PON信號從 OFF向ON轉(zhuǎn)變的步驟S117。電池E⑶310，在步驟S117判定為否時(shí)，即在二次電池的使用 開始以外，與圖8同樣地從步驟Slll執(zhí)行到S116。然后，在步驟Slll判斷為否時(shí)、即在二次電池的非使用期間，電池ECU310通過步驟S118定期地對電池溫度Tb取得溫度數(shù)據(jù)。或 者，在二次電池的非使用期間中，在以不能得到用于測定電池溫度Tb的觸發(fā)信號的E⑶設(shè) 計(jì)的情況下，可以省略步驟S118的執(zhí)行。另一方面，電池E⑶310，在步驟S117判斷為是時(shí)、即在二次電池使用開始時(shí)，還執(zhí) 行步驟Sl 19a Sl 19c的處理。電池E⑶310，在步驟Sl 19a中，基于PON信號從OFF時(shí)刻到ON時(shí)刻的經(jīng)過時(shí)間，取 得二次電池的非使用時(shí)間tst。然后，在步驟S119b中，基于例如步驟S118中取得的溫度數(shù) 據(jù)，取得二次電池的非使用時(shí)間中的電池溫度Tbst。在二次電池的非使用期間中不能取得 溫度數(shù)據(jù)的情況下，基于PON信號的OFF時(shí)刻的電池溫度Tb以及當(dāng)前的電池溫度Tb、或者 除此以外還基于外部氣體溫度，能夠推定非使用期間中的電池溫度Tbst。
然后，電池E⑶310，通過步驟S119c，利用與參照圖15的映射圖225同樣的處理， 基于預(yù)先實(shí)驗(yàn)得到的緩和效果的實(shí)際測量值等，至少根據(jù)非使用時(shí)間tst和非使用期間中 的電池溫度Tbst，取得變化率ΔΒ = g(Tbst, tst)。由此，在二次電池的使用開始時(shí)算出電池非使用期間中的電解液濃度的變化率 ΔΒ。并且，通過圖9所示的子程序，在二次電池的使用開始時(shí)刻，步驟S121對變化率ΔΒ 的算出進(jìn)行響應(yīng)從而判定為是。因此，在二次電池的使用開始時(shí)，能夠反映二次電池非使用 期間中的緩和效果，算出電解液濃度推定值B#。如此，關(guān)于本實(shí)施方式的變形例1的電解液 濃度的推定，也能夠通過電池E⑶310的軟件處理來實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施方式的變形例1中，關(guān)于濃度變化率推定部215 (映射圖225)，也能夠構(gòu) 成為推定電解液濃度變化量ABb來代替電解液濃度變化率ΔΒ。(變形例2)在變形例2中，對判定電解液濃度是否處于正常范圍內(nèi)的圖6所示的判定部250 的變形例進(jìn)行說明。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例2的判定結(jié)構(gòu)250#的框圖。參照圖17，判定結(jié)構(gòu)250#包括濃度變化檢測部252、傾向檢測部254和判定部 255。濃度變化檢測部252接受來自濃度推定值算出部230的電解液濃度推定值B#、和 表示經(jīng)過預(yù)定期間的觸發(fā)信號Trg。在二次電池的使用期間中、即混合動(dòng)力車輛100的行駛期間中，每經(jīng)過預(yù)定時(shí)間、 或每行駛預(yù)定距離產(chǎn)生觸發(fā)信號Trg?；蛘撸部梢詫旌蟿?dòng)力車輛的電源開關(guān)的接通斷開進(jìn)行響應(yīng)來產(chǎn)生觸發(fā)信號 Trgo如此一來，預(yù)定期間變得與混合動(dòng)力車輛的一次行程(運(yùn)行開始 運(yùn)行結(jié)束)對應(yīng)。濃度變化檢測部252，每經(jīng)過預(yù)定期間，算出通過電解液濃度推定值B#的初始值 (預(yù)定期間開始時(shí)刻)和最終值(預(yù)定期間結(jié)束時(shí)刻)的差來定義的濃度變化量ΔΒ#(η)。 在此，η是每發(fā)生預(yù)定期間增加1得到的值。如圖18所示，傾向檢測部254基于各預(yù)定期間的濃度變化量Δ Β# (η)，在該預(yù)定期 間中，求出每次電解液濃度上升為超出預(yù)定的判定值β 1而增加計(jì)數(shù)得到的計(jì)數(shù)值Ni、和 每次電解液濃度下降為超出判定值β 2而增加計(jì)數(shù)得到的計(jì)數(shù)值Ν2。而且，傾向檢測部254基于上述計(jì)數(shù)值附和N2，算出表示二次電池的使用傾向的傾向管理值h(Nl，N2)。傾向管理值h(m，N2)例如以表示電解液濃度超出判定值β 1、β 2 而變化的頻度的概率的、Ν1/Ν或者Ν2/Ν來表示。在此，N是表示預(yù)定期間的全數(shù)的自然數(shù)。判定部252基于由傾向檢測部254求出的傾向管理值h (Ni，N2)來確定標(biāo)志FL。 標(biāo)志FL，與判定部250同樣地在判定為電解液濃度處于正常范圍內(nèi)時(shí)設(shè)定為FL = 0，在判 定為電解液濃度處于正常范圍外而需要修正充電條件時(shí)設(shè)定為FL = 1。例如，在判定部255中，當(dāng)概率m/N超過了預(yù)定的判定值時(shí)，能夠檢測為具有二 次電池在電解液濃度上升的方向被使用的傾向、即過充電的使用傾向。相反地，當(dāng)概率N2/ N超過了預(yù)定的判定值時(shí)，能夠檢測為具有二次電池在電解液濃度下降的方向被使用的傾 向、即過放電的使用傾向。
或者，若作為傾向管理值h(Nl，N2)而使用基于計(jì)數(shù)值附和N2的差的概率 (m-N2)/N，則取消電解液濃度過度上升的期間和過度下降的期間，并且能夠把握整體的使 用傾向。此時(shí)，使用加權(quán)系數(shù)，若使用傾向管理值h(Nl，N2) = (kl ·Ν1-1 2·Ν2)/Ν，或者設(shè) 為相對于上述的概率m/N和Ν2/Ν的判定值各自不同，由此也能夠把握整體的使用傾向，使 得電解液濃度推定部202中的推定誤差的傾向相互抵消。如此，逐次求出各預(yù)定期間的電解液的濃度變化量ΔΒ#(η)，并且利用傾向管理值 h(Nl,N2)來把握二次電池的使用傾向，由此在電解液濃度推定值從初始濃度BO變化超 過判定值α 1(圖10)之前，能夠檢測到二次電池的使用傾向?yàn)槌潆娺^多傾向或者放電過多 傾向。由此，能夠開始本實(shí)施方式的充放電條件的修正，使得與二次電池的使用傾向、即 混合動(dòng)力車輛100的駕駛者特性相符合，電解液濃度不會(huì)過度上升或過度下降。其結(jié)果，能 夠更有效地防止由于電解液濃度的上升或下降引起的二次電池的劣化發(fā)展。圖19是表示為了通過電池E⑶310的軟件處理來實(shí)現(xiàn)圖17所示的判定結(jié)構(gòu)250# 的動(dòng)作，代替圖10的子程序而執(zhí)行的子程序的控制構(gòu)造的流程圖。參照圖19，電池E⑶310，在本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例2的判定中，除了圖10的 流程圖中的步驟S131 S135以外，還執(zhí)行步驟S136 S139。并且，步驟S132、S133的判 定被置換為步驟S132#、S133#的判定。電池E⑶310，在步驟S136中對圖17所示的觸發(fā)信號Trg進(jìn)行響應(yīng)，判定是否預(yù)定 期間已結(jié)束。然后，在步驟S136判定為否時(shí)、即預(yù)定期間沒有結(jié)束的期間，通過步驟S139 維持當(dāng)前的標(biāo)志FL的值。另一方面，電池E⑶310，在步驟S136判定為是時(shí)、即每次預(yù)定期間結(jié)束時(shí)，通過步 驟S137算出該預(yù)定期間的電解液的濃度變化量ΔΒ#(η)。然后，通過步驟S138，根據(jù)基于 各預(yù)定期間的濃度變化量ΔΒ#(1) ΔΒ#(Ν)的計(jì)數(shù)值m、N2，算出傾向管理值h(m，N2)。然后，電池E⑶310，在步驟S132#中，判定由步驟S138求出的傾向管理值h(Nl， N2)是否超過了判定值A(chǔ)l，從而判定是否使FL從0變?yōu)?。此外，如果一旦設(shè)定為標(biāo)志FL =1之后，通過步驟S133#，當(dāng)傾向管理值h(Nl，N2)變?yōu)榕卸ㄖ礎(chǔ)2 (A2 < Al)以下時(shí)恢復(fù) 標(biāo)志FL = 0。如此，在判定電解液濃度偏離了正常范圍時(shí)的判定值A(chǔ)l、和判定已從正常范圍外 恢復(fù)到正常范圍的判定值A(chǔ)2之間設(shè)置滯后，所以能夠與圖10的流程圖同樣地防止如下情 況伴隨電解液濃度處于正常范圍內(nèi)/外的任一方的判定結(jié)果頻繁地變化(波動(dòng))，頻繁地執(zhí)行/停止本實(shí)施方式的充放電條件的修正，充放電控制變得不穩(wěn)定。如此，關(guān)于本實(shí)施方式的變形例2的電解液濃度的正常范圍內(nèi)/外的判定，也能夠通過電池ECU310的軟件處理 來實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施方式及其變形例中，作為構(gòu)成行駛用電池220的二次電池例示了鋰離子 二次電池，但鋰離子二次電池以外的電池，只要是具有圖4和圖5所示那樣的特性的種類的 電池，也同樣能夠適用本發(fā)明的實(shí)施方式及其變形例的二次電池的控制系統(tǒng)或控制方法。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式及其變形例中，例示了混合動(dòng)力車輛100的電動(dòng)車輛， 除了混合動(dòng)力車輛以外，也可以是沒有搭載內(nèi)燃機(jī)的電動(dòng)汽車、還搭載有使用燃料產(chǎn)生電 能的燃料電池(Fuel Cell)的燃料電池車。在上述中，電池ECU310的軟件處理，實(shí)際上由未圖示的CPU(CentralProcessing Unit 中央處理單元)來執(zhí)行，CPU能夠構(gòu)成為將具備說明的流程圖的各步驟的程序從 ROM (Read Only Memory 只讀存儲器)讀出，執(zhí)行其讀出的程序，按照流程圖來執(zhí)行處理。因 此，ROM相當(dāng)于存儲有包括各實(shí)施方式中說明的流程圖的各步驟的程序的計(jì)算機(jī)(CPU)能 夠讀取的存儲介質(zhì)。應(yīng)該認(rèn)為，本次所公開的實(shí)施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。 本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權(quán)利要求表示，包括與權(quán)利要求等同的意思以及范 圍內(nèi)的所有的變更。
權(quán)利要求
一種二次電池的控制系統(tǒng)，其是被構(gòu)成為能夠在與負(fù)載之間授受電力的二次電池(220)的控制系統(tǒng)，所述二次電池包括第一電極和第二電極(12、15)，其被構(gòu)成為包括包含預(yù)定物質(zhì)的活性物質(zhì)(18)；和離子傳導(dǎo)體(14)，其用于在所述第一電極和所述第二電極之間傳導(dǎo)離子化后的所述預(yù)定物質(zhì)，所述控制系統(tǒng)具備濃度推定部(202)，其被構(gòu)成為基于所述二次電池的使用狀態(tài)來推定所述離子傳導(dǎo)體的電解液中的電解質(zhì)離子濃度；和充放電控制部(204)，其用于基于由所述濃度推定部推定的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值(B#)來控制所述二次電池的充放電，使得所述電解質(zhì)離子濃度維持在正常范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述濃度推定部(202)包括第一變化率推定部(210)，其被構(gòu)成為基于所述二次電池(220)的充放電電流(Ib)和 充放電時(shí)間(tbat)，算出所述電解質(zhì)離子濃度的變化率的推定值(ΔΒ)；和濃度推定值算出部(230)，其被構(gòu)成為根據(jù)由所述第一變化率推定部算出的變化率推 定值，對伴隨所述二次電池的使用的所述電解質(zhì)離子濃度的變化進(jìn)行累計(jì)，從而逐次求出 所述電解質(zhì)離子濃度的推定值(B#)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中，所述第一變化率推定部(210)被構(gòu)成為通過參照存儲有預(yù)先求出的、所述充放電電 流(Ib)及所述充放電時(shí)間(tbat)和所述變化率的關(guān)系的映射圖(221)，按每次所述二次 電池(220)的充放電，基于所述充放電電流和所述充放電時(shí)間來求得所述變化率推定值 (ΔΒ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中，所述第一變化率推定部(210)被構(gòu)成為通過參照存儲有預(yù)先求出的、按每個(gè)所述電 解質(zhì)離子濃度的、所述充放電電流(Ib)及所述充放電時(shí)間(tbat)和所述變化率的關(guān)系 的映射圖(221)，按每次所述二次電池(220)的充放電，基于當(dāng)時(shí)的所述電解質(zhì)離子濃度 _、所述充放電電流以及所述充放電時(shí)間來求得所述變化率推定值(ΔΒ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中，所述濃度推定部(202)還包括第二變化率推定部(215)，該第二變化率推定部被構(gòu)成 為在所述二次電池(220)的充放電已停止的非使用期間，至少基于所述二次電池的溫度 (Tbst)和所述非使用期間(tst)的長度來算出由于所述二次電池被緩和而引起的所述電 解質(zhì)離子濃度的變化率的推定值(ΔΒ)，所述濃度推定值算出部(230)被構(gòu)成為基于由所述第二變化率推定部算出的變化率 推定值，算出所述二次電池的使用開始時(shí)刻的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述充放電控制部(204)包括判定部(250)，其被構(gòu)成為當(dāng)由所述濃度推定部(202)推定的所述電解質(zhì)離子濃度的 推定值(B#)、與所述電解質(zhì)離子濃度的初始值(BO)的差變?yōu)榱说谝活A(yù)定值(α )以上時(shí)，判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外；和充放電條件修正部(260)，其被構(gòu)成為當(dāng)由所述判定部判定為所述電解質(zhì)離子濃度 處于正常范圍外時(shí)，為了使所述電解質(zhì)離子濃度恢復(fù)到所述正常范圍，進(jìn)行所述二次電池 (220)的充放電條件(Win、Wout、t (Win)、t (Wout))的修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中，所述判定部(250)被構(gòu)成為在判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于所述正常范圍外之 后，當(dāng)所述電解質(zhì)離子濃度的推定值_與所述電解質(zhì)離子濃度的初始值(BO)的差恢復(fù) 為比所述第一預(yù)定值(α )低的第二預(yù)定值(α 2)以下時(shí)，判定為所述電解質(zhì)離子濃度已 恢復(fù)到所述正常范圍，所述充放電條件修正部(260)被構(gòu)成為當(dāng)由所述判定部判定為所述電解質(zhì)離子濃度 已恢復(fù)到所述正常范圍時(shí)，停止所述充放電條件(Win、Wout、t (Win)、t (Wout))的修正。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述充放電控制部(204)包括濃度變化檢測部(252)，其被構(gòu)成為按每個(gè)預(yù)定期間，求得該期間內(nèi)的所述電解質(zhì)離子 濃度的推定值_的變化量(ΔΒ#(η))；傾向檢測部(254)，其被構(gòu)成為基于由所述濃度變化檢測部求出的變化量，算出表示所 述電解質(zhì)離子濃度上升預(yù)定以上的頻度的第一頻度(Ni)和表示所述電解質(zhì)離子濃度下降 預(yù)定以上的頻度的第二頻度(Ν2)；判定部(255)，其被構(gòu)成為當(dāng)由所述傾向檢測部算出的所述第一頻度和所述第二頻度 滿足了第一預(yù)定條件時(shí)，判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外；以及充放電條件修正部(260)，其被構(gòu)成為當(dāng)由所述判定部判定為所述電解質(zhì)離子濃度 處于正常范圍外時(shí)，為了使所述電解質(zhì)離子濃度恢復(fù)到所述正常范圍，進(jìn)行所述二次電池 (220)的充放電條件(Win、Wout、t (Win)、t (Wout))的修正。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述預(yù)定期間是一定長度的時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定期間與所述負(fù)載從運(yùn)行開始起到運(yùn)行結(jié)束為止的期間對應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中，所述判定部(255)被構(gòu)成為在判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于所述正常范圍外之 后，當(dāng)由所述傾向檢測部(245)算出的所述第一頻度(Ni)和所述第二頻度(N2)滿足了第 二預(yù)定條件時(shí)，判定為所述電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到所述正常范圍，所述充放電條件修正部(260)被構(gòu)成為當(dāng)由所述判定部判定為所述電解質(zhì)離子濃度 已恢復(fù)到所述正常范圍時(shí)，停止所述充放電條件(Win、Wout、t (Win)、t (Wout))的修正。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述充放電控制部(204)包括判定部(250、250#)，其被構(gòu)成為根據(jù)由所述濃度推定部(202)推定的所述電解質(zhì)離子 濃度的推定值(B#)，判定所述電解質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍；和充放電條件修正部(260)，其被構(gòu)成為當(dāng)由所述判定部判定為所述電解質(zhì)離子濃度處 于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定所述二次電池(220)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間(t (Win)、t (Wout))持續(xù)地能夠輸入的第一電力(Win)和能夠輸出的第二電力(Wout)而執(zhí)行的充放電限制中，與所述 電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍時(shí)相比，相對地縮短所述預(yù)定時(shí)間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述充放電控制部(204)包括判定部(250、250#)，其被構(gòu)成為根據(jù)由所述濃度推定部推定的所述電解質(zhì)離子濃度的 推定值，判定所述電解質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍；和充放電條件修正部(260)，其被構(gòu)成為當(dāng)由所述判定部判定為所述電解質(zhì)離子濃度處 于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定所述二次電池(220)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間(t (Win)、t (Wout))持續(xù)地 能夠輸入的第一電力(Win)和能夠輸出的第二電力(Wout)而執(zhí)行的充放電限制中，與所述 電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍時(shí)相比，使所述第一電力和所述第二電力中的至少一方的絕 對值相對地降低。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 13的任一項(xiàng)所述的二次電池的控制系統(tǒng)，其中， 所述預(yù)定物質(zhì)是鋰。
15.一種電動(dòng)車輛(100)，具備權(quán)利要求1 13的任一項(xiàng)所述的二次電池(220)的控制系統(tǒng)；和 作為所述二次電池的控制系統(tǒng)的所述負(fù)載而設(shè)置的電動(dòng)機(jī)(140A、140B)， 所述電動(dòng)車輛被構(gòu)成為通過所述電動(dòng)機(jī)來產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力。
16.一種二次電池的控制方法，其是被構(gòu)成為能夠在與負(fù)載之間授受電力的二次電池 (220)的控制方法，所述二次電池包括第一電極和第二電極(12、15)，其被構(gòu)成為包括包含預(yù)定物質(zhì)的活性物質(zhì)(18)；和 離子傳導(dǎo)體(14)，其用于在所述第一電極和所述第二電極之間傳導(dǎo)離子化后的所述預(yù) 定物質(zhì)，所述控制方法包括推定步驟(S102)，基于所述二次電池的使用狀態(tài)來推定所述離子傳導(dǎo)體的電解液中的 電解質(zhì)離子濃度；和控制步驟(S104)，基于由所述推定步驟推定的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值_來 控制所述二次電池的充放電，使得所述電解質(zhì)離子濃度維持在正常范圍。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池的控制方法，其中， 所述推定步驟(S102)包括算出步驟(SllO)，基于所述二次電池(220)的充放電電流(Ib)和充放電時(shí)間(tbat)， 算出所述電解質(zhì)離子濃度的變化率的推定值(ΔΒ)；和逐次求出步驟(S120)，根據(jù)算出的變化率推定值，對伴隨所述二次電池的使用的所述 電解質(zhì)離子濃度的變化進(jìn)行累計(jì)，從而逐次求出所述電解質(zhì)離子濃度的推定值_。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的二次電池的控制方法，其中，所述算出步驟(SllO)，通過參照存儲有預(yù)先求出的、所述充放電電流(Ib)及所述充放 電時(shí)間(tbat)和所述變化率的關(guān)系的映射圖(221)，按每次所述二次電池(220)的充放電， 基于所述充放電電流和所述充放電時(shí)間來求得所述變化率推定值(ΔΒ)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的二次電池的控制方法，其中，所述算出步驟(Slio)，通過參照存儲有預(yù)先求出的、按每個(gè)所述電解質(zhì)離子濃度的、所 述充放電電流(Ib)及所述充放電時(shí)間(tbat)和所述變化率的關(guān)系的映射圖(221)，按每次 所述二次電池(220)的充放電，基于當(dāng)時(shí)的所述電解質(zhì)離子濃度(B#)、所述充放電電流以 及所述充放電時(shí)間來求得所述變化率推定值(ΔΒ)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的二次電池的控制方法，其中，所述算出步驟(SllO)包括如下的步驟(S119a-C)在所述二次電池(220)的充放電已 停止的非使用期間，至少基于所述二次電池的溫度(Tbst)和所述非使用期間的長度(tst) 來算出由于所述二次電池被緩和而引起的所述電解質(zhì)離子濃度的變化率的推定值(ΔΒ)，所述逐次求出步驟(S120)，基于在所述非使用期間算出的變化率推定值，求出所述二 次電池的使用開始時(shí)刻的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池的控制方法，其中， 所述控制充放電的控制步驟(S104)包括判定步驟(S130)，當(dāng)由所述推定步驟(S102)推定的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值 (B#)、與所述電解質(zhì)離子濃度的初始值(BO)的差變?yōu)榱说谝活A(yù)定值(α )以上時(shí)，判定為 所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外；和修正步驟(S140)，當(dāng)判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，為了使所述電解 質(zhì)離子濃度恢復(fù)到所述正常范圍，進(jìn)行所述二次電池的充放電條件(Win、Wout, t(Win)、 t (Wout))的修正。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的二次電池的控制方法，其中，所述判定步驟(S130)包括如下判定子步驟(S133、S133#、S134)在判定為所述電解質(zhì) 離子濃度處于所述正常范圍外之后，當(dāng)所述電解質(zhì)離子濃度的推定值與所述電解質(zhì)離子濃 度的初始值的差恢復(fù)為比所述第一預(yù)定值(α )低的第二預(yù)定值(α 2)以下時(shí)，判定為所 述電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到所述正常范圍，所述控制充放電的控制步驟(S104)包括如下步驟(S143)當(dāng)由所述判定子步驟判 定為所述電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到所述正常范圍時(shí)，停止所述充放電條件(WiruWout、 t (Win)、t (Wout))的修正。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池的控制方法，其中， 所述控制充放電的控制步驟(S104)包括按每個(gè)預(yù)定期間求得該期間內(nèi)的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值_的變化量 (ΔΒ#(η))的步驟(S137)；基于求出的變化量，算出表示所述電解質(zhì)離子濃度上升預(yù)定以上的頻度的第一頻度 (Ni)和表示所述電解質(zhì)離子濃度下降預(yù)定以上的頻度的第二頻度(Ν2)的步驟(S138)；當(dāng)所述第一頻度和所述第二頻度滿足了第一預(yù)定條件時(shí)，判定為所述電解質(zhì)離子濃度 處于正常范圍外的步驟(S132#、S134)；以及當(dāng)判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，為了使所述電解質(zhì)離子濃度恢復(fù)到 所述正常范圍，進(jìn)行所述二次電池的充放電條件(Win、Wout、t (Win)、t (Wout))的修正的步 驟(S142)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的二次電池的控制方法，其中， 所述預(yù)定期間是一定長度的時(shí)間。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的二次電池的控制方法，其中，所述預(yù)定期間與所述負(fù)載從運(yùn)行開始起到運(yùn)行結(jié)束為止的期間對應(yīng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的二次電池的控制方法，其中，所述判定步驟包括如下判定子步驟(S133#、S135)在判定為所述電解質(zhì)離子濃度處 于所述正常范圍外之后，當(dāng)算出的所述第一頻度(Ni)和所述第二頻度(N2)滿足了第二預(yù) 定條件時(shí)，判定為所述電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到所述正常范圍，所述控制充放電的控制步驟(S104)還包括如下步驟(S143)當(dāng)由所述判定子步驟 判定為所述電解質(zhì)離子濃度已恢復(fù)到所述正常范圍時(shí)，停止所述充放電條件(Win、Wout, t (Win)、t (Wout))的修正。
27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池的控制方法，其中， 所述控制充放電的控制步驟(S104)包括判定步驟(S130)，根據(jù)由所述推定步驟(S102)推定的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值 (B#)，判定所述電解質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍；和縮短步驟(S142)，當(dāng)判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定所述 二次電池(220)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間(t (Win)、t (Wout))持續(xù)地能夠輸入的第一電力(Win)和能 夠輸出的第二電力(Wout)而執(zhí)行的充放電限制中，與所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍 時(shí)相比，相對地縮短所述預(yù)定時(shí)間。
28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二次電池的控制方法，其中， 所述控制充放電的控制步驟(S104)包括判定步驟(S130)，根據(jù)由所述推定步驟(S102)推定的所述電解質(zhì)離子濃度的推定值 (B#)，判定所述電解質(zhì)離子濃度是否處于所述正常范圍；和降低步驟(S142)，當(dāng)判定為所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍外時(shí)，在通過設(shè)定所述 二次電池(220)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間(t (Win)、t (Wout))持續(xù)地能夠輸入的第一電力(Win)和能 夠輸出的第二電力(Wout)而執(zhí)行的充放電限制中，與所述電解質(zhì)離子濃度處于正常范圍 時(shí)相比，使所述第一電力和所述第二電力中的至少一方的絕對值相對地降低。
29.根據(jù)權(quán)利要求16 28的任一項(xiàng)所述的二次電池的控制方法，其中， 所述預(yù)定物質(zhì)是鋰。
30.根據(jù)權(quán)利要求16 28的任一項(xiàng)所述的二次電池的控制方法，其中， 所述二次電池(220)搭載于電動(dòng)車輛(100)，所述負(fù)載包括產(chǎn)生所述電動(dòng)車輛的車輪的驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)(140A、140B)。
全文摘要
濃度變化率推定部(210)，在二次電池的使用時(shí)，基于充放電電力(Ib)來推定電解液濃度的變化率(ΔB)。濃度推定值算出部(230)根據(jù)推定出的變化率(ΔB)來逐次算出二次電池使用中的電解液濃度推定值(B#)。判定部(250)基于推定出的電解液濃度推定值(B#)來判定電解液濃度是否處于正常范圍內(nèi)。充放電條件修正部(260)，在電解液濃度變?yōu)檎７秶鈺r(shí)修正二次電池的充放電條件，使得在使電解液濃度恢復(fù)到正常范圍內(nèi)的方向上抑制充電過多傾向或放電過多傾向。
文檔編號G01R31/36GK101828296SQ20088011169
公開日2010年9月8日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者岡山忍, 海田啟司, 石下晃生, 西勇二, 黑田大輔 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社